淺析單級離心泵的能量損失及效率

　　今天小編給大家講講單級離心泵的能量損失及效率：
 

　　原動機傳給泵軸的功率不能全部轉(zhuǎn)換為有效功率，即不能全部用來增加液體的能量。由于其中一部分能量在泵軸旋轉(zhuǎn)過程中消耗掉了，一部分能量在泵內(nèi)損失掉了，所以泵的有效功率總是小于軸功率。
 

　　按單級離心泵能量損失形式不同，可分為：機械損失、容積損失和水力損失。
 

　　1、機械損失及機械效率 機械損失包括兩部分：一是泵軸與軸承、軸封裝置之間的摩擦損失;二是輪阻損失，又稱圓盤摩擦損失，即原來在充滿液體的泵殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)時，葉輪外表面與液體之間的摩擦損失。
 

　　在機械損失中，輪阻損失占的比例較大，而軸承的軸封裝置摩擦損失較小。用機械效率ηm表示機械損失的大小，機械效率就是軸功率Pe經(jīng)機械損失后的剩余功率與軸功率之比，即：
 

　　式中 Pm——由于機械損失而消耗的功率。
 

　　理論與實踐表明，合理減小葉輪外徑，提高葉輪轉(zhuǎn)速，降低輪蓋板表面粗糙度，可以提高泵的機械效率。泵軸采用機械密封則軸封摩擦損失較小，若用填料密封應(yīng)注意填料壓蓋不要壓得過緊。離心泵的機械效率一般為90%~97%。
 

　　2、容積損失及容積效率 離心泵在運轉(zhuǎn)時，泵體內(nèi)各處的液體壓力是不同的，有高壓區(qū)也有低壓區(qū)。由于機構(gòu)上的需要在泵體內(nèi)部有很多間隙，當(dāng)間隙前后壓力不同時，有部分液體就要有高壓區(qū)流動低壓區(qū)。這部分液體雖然獲得了能量但是沒有被有效利用，在泵內(nèi)循環(huán)，而消耗于克服間隙阻力上。還有一部分液體獲得能量后從軸封處泄漏掉了，所以泵的實際流量qv比理論流量qvth小。

 

　　用容積效率ηv表示容積損失的大小，它是經(jīng)容積損失后的功率與未經(jīng)容積損失的功率之比，即：
 

　　離心泵的容積效率ηv一般為90%~95%。
 

　　對于給定的離心泵，要提高容積效率ηv，必須降低泄漏量，可采用減少密封間隙的環(huán)形面積或增加密封環(huán)間隙阻力等措施。運轉(zhuǎn)中的離心泵應(yīng)定期檢查密封環(huán)磨損情況，及時更換，否則將使容積效率降低。
 

　　3、水力損失及水力效率 液體流經(jīng)葉輪等過流部件時有摩擦損失，而且在液體流動速度的大小和方向變化時有沖擊損失。這些損失都消耗一部分能量，通常把這部分能量損失稱為水力損失。
 

　　(1)過流部件沿程摩擦損失 液體經(jīng)過吸液室、葉輪、導(dǎo)輪等過流部件時產(chǎn)生的摩擦阻力損失。由于沿程摩擦損失與流速的平方成正比，而流速又與流量成正比，故沿程摩擦損失與流量平方正比。
 

　　(2)沖擊損失 液體流動速度的大小和方向變化時會產(chǎn)生阻力損失。在設(shè)計工況時，由于液流方向與葉片方向一致，所以沖擊損失較小，接近于零。在流量大于或小于設(shè)計工況時，由于液流方向的改變便使沖擊損失逐漸增大。
 

　　離心泵的總水力損失為上述兩項之和。
 

　　水力效率就是經(jīng)水力損失后的功率與未經(jīng)水力損失的功率之比，用符合ηh表示。ηh的大小與離心泵的構(gòu)造有關(guān)，一般為70%~90%。
 

　　為提高水力效率，應(yīng)合理地確定葉輪流道的形狀和葉片形式，盡可能使液體流速變化平緩，以防旋渦與死角并減小過流部件的表面粗糙度。